2019届二轮复习 水溶液中的离子平衡 作业（全国通用） (17) 练习

水溶液中的离子平衡

一、单项选择题：本题包括7小题，每小题6分，共42分。

1．实验表明，相同温度下，液态纯硫酸的导电性强于纯水。下列关于相同温度下纯硫酸的离子积常数K和水的离子积常数KW关系的描述正确的是 (　　)

A．K>KW　　　　 B．K＝KW

C．K<KW D．无法比较

答案：A

解析：因为相同温度下，液态纯硫酸的导电性强于纯水，这说明纯硫酸的电离程度大于水，所以其离子积常数也应大于水，A项正确。

2．对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是(　　)

答案：C

解析：A项，抑制水的电离；B项和D项中Fe3＋与CH3COO－都能水解，即都能促进水的电离。

3．室温下，将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液，向溶液中加入下列物质，有关结论正确的是(　　)

答案：B

解析：室温下，0.05 mol Na2CO3与0.05 mol H2SO4恰好反应生成Na2SO4，即c(Na＋)＝2c(SO)，故A项错误；向溶液中加入0.05 mol CaO，则CaO＋H2O===Ca(OH)2，Ca(OH)2＝Ca2＋＋2OH－，则c(OH－)增大，且Ca2＋＋CO===CaCO3↓，使CO＋H2OHCO＋OH－平衡左移，c(HCO)减小，故增大，故B项正确；C项加入50 mL H2O，溶液体积变大，CO＋H2OHCO＋OH－平衡右移，n(OH－)，但c(OH－)减小，Na2CO3溶液中H＋、OH－均由水电离，故水电离出的c(H＋)·c(OH－)减小，故C项错误；D项加入0.1 mol NaHSO4固体，NaHSO4为强酸酸式盐，电离出的H＋恰好与CO完全反应，则反应后溶液为Na2SO4溶液，溶液呈中性，故溶液pH减小，但引入了Na＋，故c(Na＋)增大，D项错误。答案选B。

4．某同学在实验室探究NaHCO3的性质：常温下，配制0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液，测其pH为9.7；取少量该溶液滴加CaCl2溶液至pH＝7，滴加过程中产生白色沉淀，但无气体放出。下列说法不正确的是(　　)

A．NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO的水解程度大于电离程度

B．加入CaCl2促进了HCO的水解

C．反应的离子方程式是2HCO＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2CO3

D．反应后的溶液中存在：c(Na＋)＋2c(Ca2＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(Cl－)

答案：B

解析：A项，NaHCO3既能电离又能水解，水解显碱性，电离显酸性，NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO的水解程度大于电离程度，正确；B项，溶液中存在HCOCO＋H＋，加入CaCl2消耗CO，促进HCO的电离，错误；C项，HCO与Ca2＋生成CaCO3和H＋，H＋结合HCO生成H2CO3，则反应的离子方程式为2HCO＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2CO3，正确；D项，溶液中存在电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＋2c(Ca2＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(Cl－)＋c(OH－)，溶液的pH＝7，c(H＋)＝c(OH－)，c(Na＋)＋2c(Ca2＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(Cl－)，正确。

5．相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是(　　)

A．三种酸的强弱关系：HX＞HY＞HZ

B．反应HZ＋Y－===HY＋Z－能够发生

C．相同温度下，0.1 mol·L－1的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大

D．相同温度下，1 mol·L－1 HX溶液的电离常数大于0.1 mol·L－1 HX溶液的电离常数

答案：B

解析：A项，Ka越大，酸越强，故HZ>HY>HX；C项，酸越弱，相应的盐水解程度越大，碱性越强，pH越大；D项，Ka只与温度有关，与浓度无关。]

6．25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61 ×10－12 ，Ksp(MgF2)＝7.42 ×10－11。下列说法正确的是(　　)

A．25 ℃时，固体Mg(OH)2在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比20 mL 0.01 mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小

B．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大

C．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2

D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大

答案：D

解析：Ksp不随浓度变化，只与温度有关，A错误；因Ksp[Mg(OH)2]＜Ksp(MgF2)，Mg(OH)2饱和溶液比MgF2饱和溶液中的c(Mg2＋)小，B错误；二者Ksp接近，使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化为MgF2，C错误；NH结合OH－使Mg(OH)2溶解平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，D正确。

7．常温下，有关物质的溶度积如下：

下列有关说法不正确的是(　　)

A．常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好

B．常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好

C．向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的 pH＝8时，c(Mg2

＋)∶c(Fe3＋)＝2.125×1021

D．无法利用Ca(OH)2制备NaOH

答案：D

解析：A项中Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[MgCO3]，所以用NaOH溶液可使Mg2＋沉淀更完全；同理可知B项正确；C项中pH＝8即c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，当两种沉淀共存时，有＝，代入数据，则有上述结果，C项正确；D项可用下述反应实现：Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，D项错误。

二、非选择题：本题包括4小题，共58分。

8．（17分）Ⅰ.25 ℃，NaOH和Na2CO3两溶液的pH均为11。

(1)两溶液中，由水电离出的c(OH－)分别是

①NaOH溶液中___________________________________________________；

②Na2CO3溶液中________________________________________________________；

③在1 L水中加入上述溶液中的________会使水的电离程度减小。

(2)各取10 mL上述两种溶液，分别加水稀释到100 mL，pH变化较大的是________(填化学式)溶液。

(3)纯碱溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示)_______________________________

________________________________________________________________________。

(4)为探究纯碱溶液呈碱性是由CO水解引起的，请你设计一个简单的实验方案。

Ⅱ.已知25 ℃时0.1 mol·L－1醋酸溶液的pH约为3，向其中加入醋酸钠晶体，等晶体溶解后发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释：甲同学认为醋酸钠水解呈碱性，增大了c(OH－)，因而溶液的pH增大；乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子，抑制了醋酸的电离，使c(H＋)减小，因此溶液的pH增大。

(1)你认为上述两种解释中________(填“甲”或“乙”)正确。

(2)为了验证上述哪种解释正确，继续做如下实验：

向0.1 mol·L－1的醋酸溶液中加入少量下列物质中的________(填写编号)，然后测定溶液的pH。

A．固体CH3COOK   B．固体CH3COONH4

C．气体NH3   D．固体NaHCO3

若________(填“甲”或“乙”)的解释正确，溶液的pH应________(填“增大”“减小”或“不变”)。(已知25 ℃时CH3COONH4溶液呈中性)

解析：Ⅰ.(1)①NaOH能抑制水的电离，NaOH溶液中的H＋来自于水的电离，c(H＋)水＝c(OH－)水＝1.0×10－11 mol·L－1；②Na2CO3水解能促进水的电离，其溶液中的OH－来自于水的电离，即c(OH－)＝1.0×10－3 mol·L－1；③NaOH电离的OH－会抑制水的电离。(2)加水稀释时，因为CO的水解程度增大，所以pH变化小，pH变化较大的是NaOH溶液。

Ⅱ.溶液中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋电离平衡，加入CH3COONa，增大了CH3COO－浓度，平衡向左移动，c(H＋)减小，pH增大。

答案：Ⅰ.(1)①1.0×10－11 mol·L－1（2分）　②1.0×10－3 mol·L－1（2分）　③NaOH溶液（2分）　

(2)NaOH（2分）

(3)CO＋H2OHCO＋OH－ （2分）

(4)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液，溶液显红色；若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液，产生白色沉淀，且溶液的红色褪去，则可以说明纯碱溶液呈碱性是由CO水解引起的(或其他合理答案)（3分）

Ⅱ.(1)乙（1分）　(2)B（1分）　乙(或甲)（1分）　增大(或不变)（1分）

9．（11分）草酸即乙二酸，是一种有机二元酸，在工业上有重要的作用。草酸在100 ℃开始升华，157 ℃时大量升华，并开始分解。已知下表信息：

请回答下列问题：

(1)25 ℃时，(NH4)2C2O4溶液的pH________7(填“＞”“＜”或“＝”)。

(2)草酸钠是一种重要的还原剂。合成草酸钠的操作如下：

草酸　　草酸钠晶体

①75%酒精的作用是___________________________________________。

②当草酸与碳酸钠按物质的量之比为2∶1充分混合后，溶液中pH<7。请将该溶液中离子浓度按由大到小的顺序排列___________________________。

(3)已知某温度下CaC2O4的Ksp为2.5×10－9。将0.02 mol·L－1澄清石灰水和0.01 mol·L－1H2C2O4溶液等体积混合，所得溶液中C2O的物质的量浓度为________。

解析：(1)由题给表格可知，H2C2O4、HC2O、NH3·H2O的电离常数大小为H2C2O4>HC2O>NH3·H2O，故草酸铵溶液显酸性。(2)①加入酒精是为了降低草酸钠的溶解度，便于晶体析出。②二者反应后溶质为草酸氢钠，因为溶液显酸性，所以HC2O的电离程度大于其水解程度，则离子浓度大小顺序为c(Na＋)＞c(HC2O)＞c(H＋)＞c(C2O)＞c(OH－)。(3)混合后所得溶液中c(Ca2＋)＝0.005 mol·L－1，Ksp(CaC2O4)＝c(Ca2＋)·c(C2O)＝2.5×10－9，则溶液中c(C2O)＝ mol·L－1＝5×10－7 mol·L－1。

答案：(1)＜（2分）

(2)①降低草酸钠的溶解度，便于晶体析出（3分）

②c(Na＋)＞c(HC2O)＞c(H)＋＞c(C2O)＞c(OH－)（3分）

(3)5×10－7 mol·L－1（3分）

10．(15分)物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀的溶解平衡，它们都可看做化学平衡。请根据所学的知识回答：

(1)A为0.1 mol/L的(NH4)2SO4溶液，在该溶液中各种离子的浓度由大到小顺序为__________________________________________。

(2)B为0.1 mol/L NaHCO3溶液，请分析NaHCO3溶液显碱性的原因：___________________

_______________________________________________。

(3)C为FeCl3溶液，实验室中配制FeCl3溶液时常加入______________溶液以抑制其水解，若把B和C溶液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程式为________________________________。

(4)D为含有足量AgCl固体的饱和溶液，AgCl在水中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，在25℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。现将足量氯化银分别放入：

①100 mL蒸馏水中；②100 mL 0.2 mol/L AgNO3溶液中；③100 mL 0.1 mol/L氯化铝溶液中；④100 mL 0.1 mol/L盐酸中，充分搅拌后，相同温度下c(Ag＋)由大到小的顺序是________(填写序号)；②中氯离子的浓度为________mol/L。

解析：(1)(NH4)2SO4溶液中NH水解使溶液呈酸性；(2)NaHCO3溶液的电离程度小于其水解程度，故溶液显碱性；

(3)为抑制FeCl3水解常加入盐酸，Fe3＋与HCO可发生双水解；(4)Ag＋浓度与溶液中的Cl－浓度有关，即c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp。

答案：(1)c(NH)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－)（3分）

(2)HCO的水解程度大于其电离程度。溶液中c(OH－)>c(H＋)，故溶液显碱性（2分）

(3)盐酸(或HCl)（2分）

Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑（2分）

(4)②>①>④>③（3分）　   9×10－10（3分）

11．（15分）氧化铁是一种重要的无机材料，化学性质稳定，催化活性高，具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性，从某种工业酸性废液(主要含Na＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－、SO)中回收氧化铁流程如图所示：

已知：常温下Ksp[Mg(OH)2]＝1.2×10－11；Ksp[Fe(OH)2]＝2.2×10－16；Ksp[Fe(OH)3]＝3.5×10－38；Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33

(1)写出在该酸性废液中通入空气时发生反应的离子方程式：

________________________________________________________________________，

指出使用空气的优点是：_______________________________________________。

(2)已知Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)===Fe(OH)3(s)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1，题(1)中每生成1 mol含铁微粒时，放热Q2，请你计算1 mol Fe2＋全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH＝________。

(3)常温下，根据已知条件计算在pH＝5的溶液中，理论上下列微粒在该溶液中可存在的最大浓度c(Fe3＋)＝________________________________。

(4)有人用氨水调节溶液pH，在pH＝5时将Fe(OH)3沉淀出来，此时可能混有的杂质是________(填化学式，下同)，用________试剂可将其除去。

解析：(1)酸性废液中通入空气时，Fe2＋被空气中的O2所氧化，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。该方法的优点是耗费少且无污染。

(2)根据盖斯定律，1 mol Fe2＋全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH＝－(Q2＋Q1)kJ·mol－1。

(3)溶液pH＝5，则c(OH－)＝10－9mol·L－1，根据Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝3.5×10－38可计算出 c(Fe3＋)为3.5×10－11 mol·L－1。

(4)根据Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33，可计算出溶液pH＝5 时，c(Al3＋)<1.0×10－6 mol·L－1，Al3＋也完全沉淀，故可能混有的杂质是Al(OH)3。Al(OH)3溶于强碱溶液，而 Fe(OH)3 不溶于强碱溶液，故可用NaOH溶液除去。

答案：(1)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　（3分）  耗费少且无污染（2分）

(2)－(Q2＋Q1)kJ·mol－1（3分）　(3)3.5×10－11 mol·L－1（3分）

(4)Al(OH)3（2分）　NaOH（2分）